CN208390097U - 一种自适应防堵进料的枝叶粉碎机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自适应防堵进料的枝叶粉碎机，包括车架底座，车架底座上由前到后依次设置有进料斗、腔体、控制箱和动力装置，腔体内设置有进料装置、切料装置；所述腔体的上方连接有出料装置；进料装置包括上进料辊、下进料辊和上进料辊驱动单元，上进料辊两端通过滑块轴连接有滑块，所述滑块通过滑槽对称设置在腔体侧壁；滑块轴上还设置有进料辊旋转杆，进料辊旋转杆另一端连接在旋转杆轴上；上进料辊驱动单元包括设置在滑块上的进料减速机和设置在进料减速机上的可调速电机。本实用新型智能高效，能实现自适应调节进料速率，防止堵转卡死，又兼容不同粗细的进料，同时维护简便，故障率低。

Description

一种自适应防堵进料的枝叶粉碎机

技术领域

本实用新型涉及一种粉碎机，尤其涉及一种自适应防堵进料的枝叶粉碎机。

背景技术

近年来，随着中国城镇化和城市建设的推进，城市绿化面积增长迅速，相应产生的废弃的树枝和茎叶也大大增加，如何进行无害化处理及综合利用成了城市管理部门亟待解决的新问题。目前较环保的处理方式是将绿化废弃的枝叶现场粉碎后进行运输，经过微生物自然发酵，用作城市绿化、盆栽花卉及树苗移栽的肥料。

为满足市场需求，近几年来国内科研机构和厂家进行了研发和生产，推出了几款枝叶粉碎机。这些粉碎机都是将树枝送进腔体内，通过旋转刀具切削枝叶进行粉碎。这些设备解决了基本需求，但普遍存一些亟待改进的问题：一个是进料堵转卡死问题，在木质较硬较大时，切削辊轮容易卡死，造成设备停机损坏；粉碎机的进料和切削装置不能高效平顺的进行速度匹配，容易出现切削空转或切削负载过大震动等问题；还有设备采用液压系统驱动进料装置，控制精度低，系统复杂造成故障率高；以及进料口间距无法自适应调整，无法同时兼容枝叶进料大小不均匀的情况等。鉴于以上情况，目前市场上亟需一种更加智能高效的枝叶粉碎机，既要能实现自适应调节进料速率，防止堵转卡死，又需要兼容不同粗细进料的，同时维护简便，故障率低，从而适合在我国大规模推广使用。

实用新型内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种自适应防堵进料的枝叶粉碎机。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种自适应防堵进料的枝叶粉碎机，包括车架底座，所述车架底座上由前到后依次设置有进料斗、腔体、控制箱和动力装置，所述腔体内设置有进料装置、切料装置；所述腔体的上方连接有出料装置；

所述进料装置前方与进料斗相连，进料装置包括上进料辊、下进料辊和上进料辊驱动单元，上进料辊设置在腔体内部的前上方，下进料辊通过旋转轴固定在车架底座上，所述上进料辊与下进料辊的轴线平行，且下进料辊的轴线位置前于上进料辊；

所述上进料辊两端通过滑块轴连接有滑块，所述滑块通过滑槽对称设置在腔体侧壁，滑块轴垂直于腔体侧壁；所述滑块轴与滑块之间分别设置有轴承；滑块轴上还设置有进料辊旋转杆，所述进料辊旋转杆一端通过轴承连接在滑块轴上，所述轴承以滑块轴为轴心，进料辊旋转杆在垂直滑块轴平面旋转；所述进料辊旋转杆另一端连接在旋转杆轴上，所述旋转杆轴垂直于腔体侧壁，旋转杆轴通过轴承固定在腔体侧壁上；

上进料辊驱动单元包括设置在滑块上的进料减速机和设置在进料减速机上的可调速电机；所述进料减速机的输出轴与滑块轴相连并同轴线，所述可调速电机的转子与进料减速机的输入轴连接并同轴线；

所述腔体后方设置有切料装置，所述切料装置包括切料辊和切料传动机构，切料辊通过切料轴固定在腔体上；

所述出料装置包括出料管座和出料管；所述腔体后侧的上方设置有开口，所述出料管座设置在开口上，所述出料管连接在出料管座上；

所述动力装置包括发动机，所述发动机输出端通过机械传动装置与切料传动机构相连。

进一步地，所述滑槽为以旋转杆轴的轴线为圆心，沿腔体侧壁平面设置的圆弧。

进一步地，所述上进料辊上设置有进料辊转速传感器，旋转杆轴连接有角度传感器，切料辊上设置有切料辊转速传感器；

所述控制箱包括控制器和驱动器，所述控制器分别与进料辊转速传感器、角度传感器和切料辊转速传感器电连接，所述驱动器与可调速电机和出料管电机电连接。

进一步地，切料传动机构固定在腔体上，切料传动机构的输出轴与切料轴相连并同轴线，切料传动机构的输入轴与动力装置的动力输出轴连接。

进一步地，所述出料管座上设置有出料管电机和出料转动机构，出料管电机的转轴连接出料转动机构的输入轴，出料转动机构的输出轴与出料管相连接。

进一步地，所述动力装置还包括发电机，发电机输出端分别与控制箱、上进料辊驱动单元和出料管电机相连。

进一步地，所述控制箱还包括人机界面，所述人机界面与控制器相连，用于设置和查看系统参数设定，以及查看系统实时运行信息。

本实用新型的有益效果在于：

1、进料时，上进料辊能以圆弧形轨迹进行运动，利用自重压紧植物枝叶的同时，能够根据不同粗细大小的植物枝叶调整上下进料辊之间的夹持间距，具有良好的进料兼容特性。

2、控制器通过检测上下进料辊的转速、电机的转速和功率、夹持间距等运行参数，构成闭环控制系统，能够精确实时控制进料的速度和方向，使进料和切料两个环节的处理速度、吞吐量相匹配，运行平稳高效；同时能够预估堵转风险并相应处理，防止进料卡死造成的设备部件损坏。

3、闭环可调速电机提升控制精度、防止进料卡死的同时，使系统结构简化智能化，运行更稳定，故障率低且易于维护。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的上进料辊部分的示意图。

图3为本实用新型的上进料辊部分的示意图。

图中：1、车架底座；2、进料斗；3、腔体；4、控制箱；5、动力装置；6、进料装置；7、切料装置；8、出料装置；61、上进料辊；62、下进料辊；63、上进料辊驱动单元；64、滑块轴；65、滑块；66、滑槽；67、进料辊旋转杆；68、旋转杆轴；69、角度传感器；631、进料减速机；632、可调速电机；71、切料辊；72、切料传动机构；73、切料轴；81、出料管座；82、出料管；83、出料管电机；51、发动机；52、发电机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

一种自适应防堵进料的枝叶粉碎机，包括车架底座，车架底座1上由前到后依次设置有进料斗2、腔体3、控制箱4和动力装置5，腔体内设置有进料装置6、切料装置7；所述腔体的上方连接有出料装置8。

进料斗2固定在车架底座1上，进料装置6前方与进料斗1相连。进料装置6包括上进料辊61、下进料辊62和上进料辊驱动单元63，上进料辊61设置在腔体3内部的前上方，下进料辊62通过水平放置的旋转轴固定在车架底座1上，并以旋转轴为轴线做圆周转动。上进料辊61与下进料辊62的轴线平行，且下进料辊62的轴线位置前于上进料辊61；上进料辊61和下进料辊62配合，夹紧送入的植物枝叶，实现进料功能。上进料辊61和下进料辊上62均安装有进料刀具，沿圆周排布，用以压紧和初步切割分解送入的植物枝叶。

上进料辊61两端通过滑块轴64连接有滑块65，滑块65通过滑槽66对称设置在腔体侧壁，滑块轴64垂直于腔体侧壁；滑块轴64与滑块65之间分别设置有轴承；滑块轴64上还设置有进料辊旋转杆67，进料辊旋转杆67一端通过轴承连接在滑块轴64上，轴承以滑块轴64为轴心，进料辊旋转杆67在垂直滑块轴平面旋转；所述进料辊旋转杆67另一端连接在旋转杆轴68上，所述旋转杆轴68垂直于腔体3侧壁，旋转杆轴68通过轴承固定在腔体3侧壁上。滑槽66为以旋转杆轴68的轴线为圆心，沿腔体3侧壁平面设置的圆弧，上进料辊61能够随着滑块54以旋转杆轴68为圆心，沿着滑槽66作圆弧运动，从而调整上进料辊61与下进料辊62的间距，以适应送入的不同粗细大小的植物枝叶。

腔体3上设置有角度传感器69，角度传感器69的转轴与旋转杆轴68连接并同轴心；当旋转杆轴68转动时，带动角度传感器69转轴转动一定角度，角度传感器69即可测量出旋转杆轴68的角度位置，从而计算出上进料辊61与下进料辊62的间距。

上进料辊驱动单元63包括设置在滑块上的进料减速机631和设置在进料减速机上的可调速电机632；进料减速机631的输出轴与滑块轴64相连并同轴线，可调速电机632的转子与进料减速机631的输入轴连接并同轴线；当可调速电机632转动时，带动进料减速机631的输入轴转动、经内部减速后，进料减速机631的输出轴带动滑块轴64转动，从而驱动与滑块轴64连接的上进料辊61转动。上进料辊上61设置有进料辊转速传感器。上进料辊61既可由电机驱动以滑块轴64为中心做圆周转动，又可随着滑块65在滑槽66内做圆弧形运动。

腔体3后方设置有切料装置7，所述切料装置包括切料辊71和切料传动机构72，切料辊71通过切料轴73固定在腔体上，切料辊71上设置有切料辊转速传感器；切料传动机构72固定在腔体上，其输出轴与切料轴相连并同轴线，切料传动机构的输入轴与动力装置5的动力输出轴连接。动力装置5运行时，带切料传动机构72的输入轴转动，在内部减速后，再经由其输出轴驱动切料轴73转动，从而带动切料辊71转动。

出料装置8包括出料管座81和出料管82；所述腔体后侧的上方设置有开口，所述出料管81座设置在开口上，所述出料管82连接在出料管座81上；出料管座81上设置有出料管电机83和出料转动机构，出料管电机83的转轴连接出料转动机构的输入轴，出料转动机构的输出轴与出料管82相连接。在出料管电机83转动时，将带动出料转动机构的输入轴转动，在内部减速后，再经由其输出轴驱动出料82管转动，便于调整出料管82排料方向。

动力装置5包括发动机51和发电机52，发动机51输出端通过机械传动装置与切料传动机构72相连。发电机52为控制箱4、上进料辊驱动单元63和出料管电机83等提供电力。

控制箱4固定在腔体3上，包括控制器和驱动器，所述控制器分别与进料辊转速传感器、角度传感器和切料辊转速传感器电连接，所述驱动器与可调速电机和出料管电机电连接；控制器获得进料辊转速、切料辊转速、上下进料辊的间距、电机功率、过流保护的运行参数，依据内置的控制策略，下达执行信号到驱动器，由驱动器驱动可调速电机、出料管电机完成转动，调速的控制动作。控制箱还包括人机界面，所述人机界面与控制器相连，用于设置和查看系统参数设定，以及查看系统实时运行信息。

自适应防堵进料的枝叶粉碎机的控制方法，包括：

步骤1、待破碎植物枝叶由进料口进入腔体，上进料辊以圆弧形轨迹做上下运动，从而调节上下进料辊之间的夹持间距，自动匹配兼容不同粗细大小的植物枝叶；当电机转动时，带动进料减速机的输入轴转动、经内部减速后，进料减速机的输出轴带动滑块轴转动，从而驱动与滑块轴连接的上进料辊转动，上进料辊驱动单元采用可调速电机加转速反馈，能够实现更加精确实时的控制进料辊的转速和方向；

步骤2、当旋转杆轴转动时，带动角度传感器转轴转动一定角度，角度传感器即可测量出旋转杆轴的角度位置，从而计算出上进料辊与下进料辊的间距；

步骤3、粉碎机正常工作时，控制器通过检测上进料辊与下进料辊的间距，判断评估出送入的枝叶粗细和数量，由上进料辊与下进料辊的间距和当前切料辊轮转速两个参数实时计算出进料辊轮的转速，使进料辊轮与切料辊轮转速和吞吐量相匹配；使设备运行稳定平顺，避免了出现设备空转低效率或切削负载过大震动和冲击的问题；

步骤4、控制器通过检测上进料辊的转速、切料辊的转速，实时控制进料的速度和方向，预判堵转卡死风险：控制器在检测到切料辊转速低于堵转警戒阈值时，降低进料辊轮转速以防止发生堵转卡死情况；如切料辊轮转速仍然低于堵转警戒阈值，改变进料辊轮运转方向，将送进去的枝叶退出来，待切料辊轮转速上升后再次送料进去。

上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种自适应防堵进料的枝叶粉碎机，包括车架底座(1)，其特征在于：

所述车架底座(1)上有前到后依次设置有进料斗(2)、腔体(3)、控制箱和动力装置，所述腔体(3)内设置有进料装置、切料装置；所述腔体(3)的上方连接有出料装置；

所述进料装置前方与进料斗(2)相连，进料装置包括上进料辊(61)、下进料辊(62)、上进料辊驱动单元(63)，上进料辊(61)设置在腔体(3)内部的前上方，下进料辊(62)通过旋转轴固定在车架底座(1)上，所述上进料辊(61)与下进料辊(62)的轴线平行，且下进料辊(62)的轴线位置前于上进料辊(61)；

所述上进料辊(61)两端通过滑块(65)轴(64)连接有滑块(65)，所述滑块(65)通过滑槽(66)对称设置在腔体(3)侧壁，滑块轴(64)垂直于腔体(3)侧壁；所述滑块轴(64)与滑块(65)之间分别设置有轴承；滑块轴(64)上还设置有进料辊旋转杆(67)，所述进料辊旋转杆(67)一端通过轴承连接在滑块轴(64)上，所述轴承以滑块轴(64)为轴心，进料辊旋转杆(67)在垂直滑块轴(64)旋转；所述进料辊旋转杆(67)另一端连接在旋转杆轴(68)上，所述旋转杆轴(68)垂直于腔体(3)侧壁，旋转杆轴(68)通过轴承固定在腔体(3)侧壁上；

上进料辊驱动单元(63)包括设置在滑块(65)上的进料减速机(631)和设置在进料减速机(631)上的可调速电机(632)；所述进料减速机(631)的输出轴与滑块轴(64)相连并同轴线，所述可调速电机(632)的转子与进料减速机(631)的输入轴连接并同轴线；

所述腔体(3)后方设置有切料装置，所述切料装置包括切料辊(71)和切料传动机构(72)，切料辊(71)通过切料轴(73)固定在腔体(3)上；

所述出料装置包括出料管座(81)和出料管(82)；所述腔体(3)后侧的上方设置有开口，所述出料管座(81)设置在开口上，所述出料管(82)连接在出料管座(81)上；

所述动力装置包括发动机(51)，所述发动机(51)输出端通过机械传动装置与切料传动机构(72)相连。

2.根据权利要求1所述的自适应防堵进料的枝叶粉碎机，其特征在于：所述滑槽(66)为以旋转杆轴(68)的轴线为圆心，沿腔体(3)侧壁平面设置的圆弧。

3.根据权利要求2所述的自适应防堵进料的枝叶粉碎机，其特征在于：所述上进料辊(61)上设置有进料辊转速传感器，旋转杆轴(68)连接有角度传感器(69)，切料辊(71)上设置有切料辊(71)转速传感器；

所述控制箱包括控制器和驱动器，所述控制器分别与进料辊转速传感器、角度传感器(69)和切料辊(71)转速传感器电连接，所述驱动器与可调速电机(632)和出料管电机(83)电连接。

4.根据权利要求3所述的自适应防堵进料的枝叶粉碎机，其特征在于：切料传动机构(72)固定在腔体(3)上，切料传动机构(72)的输出轴与切料轴(73)相连并同轴线，切料传动机构(72)的输入轴与动力装置的动力输出轴连接。

5.根据权利要求4所述的自适应防堵进料的枝叶粉碎机，其特征在于：所述出料管座(81)上设置有出料管电机(83)和出料转动机构，出料管电机(83)的转轴连接出料转动机构的输入轴，出料转动机构的输出轴与出料管(82)相连接。

6.根据权利要求5所述的自适应防堵进料的枝叶粉碎机，其特征在于：所述动力装置还包括发电机(52)，发电机(52)输出端分别与控制箱、上进料辊驱动单元(63)和出料管电机(83)相连。

7.根据权利要求6所述的自适应防堵进料的枝叶粉碎机，其特征在于：所述控制箱还包括人机界面，所述人机界面与控制器相连，用于设置和查看系统参数设定，以及查看系统实时运行信息。